地铁降压变电系统构成和施工调试.doc

专业知识分享版提要:本文对地铁降压变电系统的构成、各电压等级供电系统的特点和施工调试等进行了阐述，使大家对该系统的设计和现场调试有一个全面的了解和认识，便于工程施工、调试和安全运行。关位词:地铁;降压系统;结构;调试 1引言 地铁降压变电系统是地铁通信、信号、售票、电梯、人防、车站照明、和广告等低压用电设施的唯一供电系统，系统的设计、施工和调试关系到供电质量的好坏和地铁运行的安全可靠。 目前国内地铁降压系统采用从电压等级分为35 kV直接变400 V的越级供电方式和35 kV先变10 kV再变400 V分级供电方式，从供电网络构成分为大环网和小环网。本文将以上海地铁共和新路高架工程降压系统为例简单介绍一下35/10/0.4 kV分级供电方式环网降压系统的构成、保护配置特点、现场调试和问题的处理。 该降压系统主要由100 kV/35 kV主所、35 kV/10 kV中心降压变电站、10 kV/0.4 kV降压所构成。系统构成见图1.2分级供电环网供电方式构成的降压供电系统特点2.1分级供电环网双回路供电，确保各供电系统的可靠性 由于牵引供电系统与降压供电系统分别组成相对独立的环网供电系统，一个系统故障不影响另一个系统的运行。每一降压所均为两路进线，10 kV进线电源来自于中心降压站或上一个降压所，10 kV出线通过环网电缆连接于下一个降压所进线，一二段母线间加设联络断路器，当某一进线失压时，自动投人，保证两段母线供电。2.2采用GIS或AIS组合电器、干式变压器等减少空间占用 该工程中35 kV系统采用GIS组合电器，10 kV系统采用AIS组合电器，400 V采用抽屉式单元低压柜，变压器均采用干式变，节省了空间，在上海寸土寸金的大都市，有效提高了土地的利用率。2.3采用先进的智能监控系统，便于运行、操作、实时监控和维护 各级保护采用先进的微机保护装置与监控系统经过网络连接构成变电所综合自动化系统。F650微机综合自动保护装置是GE公司继F350之后新开发的基于可编程控制器技术的配合变电站综合自动化，功能强大的微机保护装置。它可同时输入三相电流，三相电压，16路开关量信号输人，2对大容量控制输出接点直接用于断路器跳闸，8对普通控制输接点用于供电间隔设备间的闭锁。2.4 400 V低压系统特点 (1)自动化程度高:400 V进线及母联断路器采用德国施耐德公司快速断路器，内置电流电压保护模块，设有大电流脱扣，定时限过电流，反时限过流，失压等保护，可迅速切断故障电流，可实现开关量和模拟量的采集以及远传，母线失压时，母联断路器的自投，切除三类负荷。 (2) 400 V低压柜内设备采用抽屉式单元，检修维护方便。 (3)负荷分类多:400 V用电负荷主要为信号电源、通信电源、自动售票(AFC)一类负荷，车站照明、电梯、通风电源二类负荷以及冷水机组，采暖等三类负荷低压负荷构成(400 V降压系统见图3).3 施工调试3.1 电气试验的标准和内容3.1.1 标准和依据 (1)试验标准:采用GB50150电气设备交接试验标准以及工程设计图纸为依据。 (2)根据招标书，针对上海地铁共和新路高架牵引供电工程我们认真编写了调试大纲，注明试验的内容、对象和标准以及仪器仪表和试验人员的配备。3.1.2 试验内容:主要有设备单体试验、保护装置单元件试验和整组试验和监控系统联调。 整组试验主要为交流回路通电试验、控制信号检查、定值复合和保护动作检查、自动装置试验功能试验以及监控系统联调试验。具体试验方法鉴于篇幅有限不再叙述。3.2 调试中遇到的问题和解决方法和趁议 (1)快速闭锁试验方法和选择: 为便于分析，这里简单介绍一下快速闭锁工作原理。为防止在进线或联络保护与出线保护具有相同的动作延时时间下，特别是在电流速断情况下，馈线或出线故障时，地线或联络断路器跳闸，造成停电范围扩大，影响运行。设计时增设了出现故障快速闭锁进线或联络断路器跳闸功能。当出线发生故障时，保护装置发出跳闸信号出线断路器跳闸，同时向进线断路器或联络断路器发出跳闸快速闭锁信号，闭锁进线断路器和联络断路器跳闸，即快速闭锁功能。 试验方式的确定:检查快速闭锁功能时，GE公司推荐的试验方法需要两路同源的电流源，分别注入进出线保护装置(见图4)，试验时由于仅有一套继电保护测试仪，产生两路同源等值电流接线复杂，试验电流不易保持等值。经过分析我们认为可以采用一套继电保护测试仪的一路电流源进行测试，现场测试时把出线保护装置R1与进线保护装置R2串联连接(见图5)注人一路电流进行试验。这种方法产生了同源同流的试验电流，接线简单，试验方便，满足了测试的要求，顺利完成了快速闭锁功能的检查。 (2) PLC编程问题 在降压所调试时，发现美国GE公司F650微机保护装置保护动作时好时坏，装置工作很不稳定。经过查找原因和分析，排除电磁静电干拢和二次配线接触不良的可能，对F650可编程控制器中逻辑程序进行逐条查看，发现中间变量太多，变量在不同的逻辑块中多次调用，在多任务处理时，造成程序紊乱。CPU死机，装置不工作。经过重新编程，尽量减少中间变量和程序优化，装置工作正常。 (3)整定组的切换问题 F650具有三组不同的整定值用于不同运行方式下保护的整定。地铁降压系统中采用双边供电，正常情况下使用第一组整定值(SETTING GROUPI )，当某35 kV主所解列时，采用单边供电，分为非正常供电方式A和非正常供电方式B，分别对应整定组2 (SET-TING GROUP2)和整定组3 ( SETTING GROUP3 )，试验时发现在进行第一组整定值测试时，保护装置动作、跳闸均正常，但是其对应的断路器闭锁关系不对，经过对程序逻辑反复检查核对，发现属于编程时没有把相应的闭锁关系逻辑编入二三组整定中，经过程序的修改;三组整定值的切换功能、闭锁关系和保护动作均正常。 (4)电力电缆的试验 在汉水路和中山北路降压所进行10 kV电缆试验时发现单芯交联聚抓乙烯电缆在35 kV试验电压下的泄漏电流严重不平衡，试验数(坟水路k14-1#动力变)见下表1。 这条电缆长度26 m左右，环境温度28 9C，相对湿度90 %。分析认为虽然相对湿度较大，但是A相泄漏电流正常，表明B,C相尽管泄漏电流偏大，电流随着电压的升高呈现平稳升高，无明显的陡升，也没有击穿，可以判断电缆并非受损。经过检查也没有发现电缆有明显的外伤以及弯曲超过要求。初步判断可能是电缆作头时工艺控制不好引起。打开C相电缆头发现热缩管内外表面均有黑色污物，电缆单独开头试验，泄漏电流非常小，说明电缆没有问题。重新做头试验泄漏电流明显下降到55 uA，但与A相电缆比较，仍然很大。我们从其做头过程发现，电缆工在使用汽油喷灯进行内衬层胶带和热缩管热缩后没有用酒精擦拭清洁表面，分析认为